高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种...

人类历史上，硅及其化合物的应用由来已久。请回答下列问题。

（1）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

已知：反应②的反应为Si+3HClSiHCl3+H2

上述反应①-④中，属于置换反应的是______________________________；反应③中发生主要反应的化学方程式为_____________________________________；该工艺中可循环使用的物质为______________________________（填化学式）。

（2）用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以得到无机材料碳化硅。请写出制备碳化硅反应的化学方程式为________________________________________；碳化硅属于晶体___________。（填晶体类型）

（3）氮化硅是一种耐高温材料，粉末状氮化硅可以由SiCl4的蒸气和NH3反应制取。请问：

①氮化硅的化学式为______________________________。

②由SiCl4和NH3反应制取氮化硅的化学方程式为________________________________________。

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高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

下列说法正确的是 (　　)

A. 自然界中存在大量的单质硅

B. 步骤电弧炉中的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2↑

C. 二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应

D. SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3

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高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

下列说法正确的是 (　　)

A. 自然界中存在大量的单质硅

B. 步骤电弧炉中的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2↑

C. 二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应

D. SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3

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高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

下列说法正确的是 (　　)

A. 自然界中存在大量的单质硅

B. 步骤电弧炉中的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2↑

C. 二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应

D. SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3

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高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

下列说法正确的是 (　　)

A. 自然界中存在大量的单质硅

B. 步骤电弧炉中的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2↑

C. 二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应

D. SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3

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高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

下列说法正确的是 (　　)

A. 自然界中存在大量的单质硅

B. 步骤电弧炉中的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2↑

C. 二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应

D. SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3

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单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硼、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450～500℃ ），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息：① 四氯化硅遇水极易水解；② SIC14沸点为57.7℃ ，熔点为-70.0℃ 。请回答：

（1）写出装置A 中发生反应的离子方程式_______________。

（2）装置C 中的试剂是___________；装置F的作用是_______________；

装置E 中的h 瓶需要冷却的理由是_______________。

（3）装置E 中h 瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中含有铁元素，为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2+，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定。

① 反应的离子方程式：_______________。② 滴定前是否要滴加指示剂？_______________。（填“是”或“否”） ，请说明理由_______________。

③ 滴定前检验Fe3+ 是否完全还原的实验操作是_______________。

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单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硼、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450-500℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下：

a.四氯化硅接触水会发生化学反应；

b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；

c.有关物质的物理常数见下表：

请回答下列问题：

（1）写出装置A中发生反应的离子方程式：___________，D中发生反应的化学方程式___________。

（2）A中g管的作用是__________________，装置C中的试剂是___________，作用是___________。

（3）装置E中的h瓶需要冷却的理由是______________________。

（4）装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是___________（填写元素符号）。

（5）过量的氯气可以用石灰乳来处理，请写出该反应的化学方程式_____________________。

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现今太阳能光伏产业蓬勃发展，推动了高纯硅的生产与应用。回答下列问题：

Ⅰ．工业上用“西门子法”以硅石（SiO2）为原料制备冶金级高纯硅的工艺流程如下图所示：

己知：SiHCl3 室温下为易挥发、易水解的无色液体。

（1）“还原”过程需要在高温条件下，该反应的主要还原产物为_____________。

（2）“氧化”过程反应温度为200～300℃，该反应的化学方程式为__________。

（3）“氧化”、“分离”与“热解”的过程均需要在无水、无氧的条件下，原因是_________________。

（4）上述生产工艺中可循环使用的物质是_________、________（填化学式）。

Ⅱ．冶金级高纯硅中常含有微量的杂质元素，比如铁、硼等，需对其进行测定并除杂，以进一步提高硅的纯度。

（5）测定冶金级高纯硅中铁元素含量

将m g 样品用氢氟酸和硝酸溶解处理，配成V mL 溶液，用羟胺（NH2OH，难电离）将Fe3+还原为Fe2+后，加入二氮杂菲，形成红色物质。利用吸光度法测得吸光度A 为0.500（吸光度A与Fe2+浓度对应曲线如图）。

① 酸性条件下，羟胺将Fe3+还原为Fe2+，同时产生一种无污染气体，该反应的离子方程式为__________________________________。

② 样品中铁元素的质量分数表达式为____________________（用字母表示）。

（6）利用氧化挥发法除冶金级高纯硅中的硼元素

采用Ar等离子焰，分别加入O2或CO2，研究硼元素的去除率和硅元素的损失率，实验结果如下图所示。在实际生产过程，应调节O2或CO2的合理比例的原因是________________。

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在半导体工业中有这样一句话：“从沙滩到用户”，其中一种工艺流程示意图如下：

（1）焦炭的作用是　　 　　　　　　 　 ．

（2）已知反应器中的生成物有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，其中主产物的氯元素的质量百分含量为78.6%．则反应器中主要发生的化学反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　 ，每生成 0.5molX，转移的电子物质的量为　　　　 mol．

（3）流程中可供循环使用的物质有　　 　　 　　 等（填化学式），它们也可以由　 　　 　　 工业提供．

（4）以石英砂和 　　 　　　 、　 　　 　　 等为原料还可以制普通玻璃．

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